中外科研人员在量子隧穿时间探测研究方面获进展

中新网武汉12月13日电 (马芙蓉 杨婷婷)自量子力学建立以来,关于量子隧穿的发生是否需要时间一直饱受争议。中国科学院精密测量院柳晓军团队13日公布其与俄罗斯、澳大利亚科研人员的合作成果,首次将基于“阿秒钟”的隧穿时间测量拓展到分子体系,得出该时间上限为10阿秒(1阿秒为10的负18次方秒)。

量子隧穿效应是指在微观世界中,电子等微观粒子能够穿越高于自身能量位垒势的“奇异”行为。量子隧穿对理解众多自然现象,如恒星核聚变,放射性衰变等起着至关重要的作用,同时也是扫描隧道显微镜等现代科学仪器的物理基础。

虽然目前尚不清楚具体的应用模式,但外界结合此前分析师郭明錤的预测认为,下代iPhone有可能会借助定制的ToF相机,来获得类似人眼效果的AR应用场景。

这可以说是ToF相机的一个新突破,因为现在其他厂商的ToF相机通常仅限于测距和模拟浅景深效果,对于AR实景导航等功能远未涉及。

此前,郭明錤就曾预测,下代iPhone所支持的5G技术与ToF相机均有利于推广AR技术,所以相信在苹果强大的软件支持下,或许会借助定制的COMS为我们呈现不同以往的AR体验。

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市场研究机构TrendForce最新的报告称,由于iPhone 11系列的持续热销,预计苹果手机出货量将在今年第四季度超越华为手机,跻身全球手机市场占有率第二的品牌。iPhone 11系列已经大红大紫,作为它的升级换代版—iPhone 12系列更是备受期待。

距离下代新机发布还有很长时间,但可以确定的是,明年秋季将至少有三款iPhone新机面世,大概率全线支持5G网络技术,并且会有两个版本增加ToF相机来提升拍照质量和应用AR技术。

不过,从郭明錤披露的信息和巴克莱分析师 Blayne O’Curtis的预测来看,明年下半年推出的三款下代iPhone中,将只有5.42英寸和6.68英寸版本会搭载ToF相机。

虽然明年的新款iPhone全线支持5G似乎没有悬念,但据韩国零部件供应商透露,5.42英寸和6.06英寸下代iPhone仍旧会有4G版本推出,而6.68英寸机型则只有5G版本上市。

根据此前的消息,明年新一代的iPhone将会拥有更小的刘海和更高的屏占比。该款机型因搭载Face ID而将继续采用刘海的造型,5.42英寸和6.68英寸的版本刘海面积将略有缩小,而6.68英寸版本则会将左右边框收窄,不会因为显示屏尺寸的增加而变得过于庞大。

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柳晓军介绍,分子“阿秒钟”方案可望拓展用于其他复杂分子体系,进一步研究如分子结构、分子轨道对称性等复杂分子特性对强场隧穿电离过程的影响,进而深化对量子隧穿时间相关问题的认识。成果发表在物理学相关权威杂志上。(完)

针对飞秒强激光场条件下原子内发生的电子隧穿电离是否需要时间,研究人员提出“阿秒钟”方案,通过将隧穿时间转化为隧穿电子发射角度的偏转,从光电子谱中读取隧穿时间信息。但过去十多年来,不同研究小组基于“阿秒钟”方案,结合不同原子体系开展研究得到的结论却大相径庭:隧穿电离或许瞬间发生,或许需花费百阿秒量级的时间。

围绕这一争议,柳晓军团队及合作者提出一种新颖的、基于离子碎片测量的分子“阿秒钟”方案,将隧穿时间测量首次拓展到分子体系。研究团队将该方案应用于氢气分子的强场隧穿电离研究,得到的隧穿时间上限为10阿秒。